攪拌摩擦焊接過(guò)程中的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為對(duì)調(diào)控焊縫微觀組織和提高焊接接頭服役性能有著重要意義。由于攪拌摩擦焊接過(guò)程中塑性變形的復(fù)雜性和金屬鋁本身性質(zhì)特點(diǎn),使得鋁及鋁合金在焊接過(guò)程中的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為較為復(fù)雜。目前由于實(shí)驗(yàn)手段的限制,尚無(wú)法對(duì)攪拌摩擦焊接過(guò)程中動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為和微觀組織的變化進(jìn)行直接觀察研究。而使用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)研究焊接過(guò)程中的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為,有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)攪拌摩擦焊接過(guò)程中動(dòng)態(tài)再結(jié)晶過(guò)程的模擬,使用Bailey-Hirsch動(dòng)態(tài)再結(jié)晶形核理論,建立了一種適用于Monte Carlo方法的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶形核模型。為了實(shí)現(xiàn)模擬體系中各個(gè)晶粒變形儲(chǔ)存能的不均勻分布,使模型更接近實(shí)際情況,利用儲(chǔ)存能-流變應(yīng)力-晶粒尺寸之間的關(guān)系,實(shí)現(xiàn)了模擬體系內(nèi)晶粒間變形儲(chǔ)存能的不均勻分布。將Monte Carlo模擬步長(zhǎng)與真實(shí)時(shí)間之間進(jìn)行了標(biāo)定,使模型可以應(yīng)用于實(shí)際焊接過(guò)程的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶模擬。使用有限元方法對(duì)1060鋁板攪拌摩擦焊接過(guò)程進(jìn)行了模擬,獲得了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶模型所需要的焊接過(guò)程中溫度、應(yīng)變和應(yīng)變率數(shù)據(jù),并根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果和文獻(xiàn)數(shù)據(jù),對(duì)有限元模擬結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。從模擬結(jié)果中發(fā)現(xiàn),焊接熱輸入較高時(shí)... 

【文章來(lái)源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１攪拌摩擦焊示意圖⑴??

形成亞結(jié)構(gòu)。對(duì)于一般的塑性變形過(guò)程而??言，回復(fù)或動(dòng)態(tài)回復(fù)是鋁合金主要的軟化機(jī)制｜２］。但攪拌摩擦焊接具有高塑性變??形溫度、大應(yīng)變、大應(yīng)變率的成形過(guò)程特點(diǎn)，使鋁合金在攪拌摩擦焊接過(guò)程中會(huì)??出現(xiàn)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶現(xiàn)象［３］。由于攪拌摩擦焊接過(guò)程中其應(yīng)變、熱循環(huán)的復(fù)雜性，所??以焊接過(guò)程中的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為也較為復(fù)雜，這也使得焊接接頭的微觀組織分布??也較為復(fù)雜。??ＵＡＺ?了‘?Ｈ．ＶＺ??＇一?蟑?，３！??Ｗｔｌｄｎａｇ＊？ｌ??ｆｒｅｆｉｎｅｄ?ｕｍｌｎ?／ｔｍｅ?ｔ??圖１．２攪拌摩擦焊接接頭微觀組織及分布［１］??對(duì)于攪拌摩擦焊接接頭，根據(jù)微觀組織的差異由中心至母材依次分為焊核區(qū)??（Ｗｅｌｄ?Ｎｕｇｇｅｔ?Ｚｏｎｅ，?ＷＮＺ）、熱－力影響區(qū)（Ｔｈｅｒｍｏ－ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｌｙ?Ａｆｆｅｃｔｅｄ?Ｚｏｎｅ，??ＴＭＡＺ）、熱影響區(qū)（Ｈｅａｔ?Ａｆｆｅｃｔｅｄ?Ｚｏｎｅ，?ＨＡＺ）、母材（Ｂａｓｅ?Ｍｅａｔａｌ，ＢＭ），如圖?１．２??所示。焊核區(qū)的材料由于經(jīng)歷了劇烈的塑性變形，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶過(guò)程劇烈，該區(qū)域??晶粒細(xì)小且呈等軸形態(tài)。熱－力影響區(qū)中的材料所經(jīng)歷的塑性變形遠(yuǎn)不如焊核區(qū)??劇烈，在較小的塑性變形和較高溫度的影響下，該區(qū)域內(nèi)動(dòng)態(tài)回復(fù)與動(dòng)態(tài)再結(jié)晶??過(guò)程同時(shí)存在，晶粒多呈扁條狀，且織構(gòu)明顯。熱影響區(qū)內(nèi)材料僅僅受到焊接過(guò)??程中的熱循環(huán)影響，晶粒有所長(zhǎng)大。??由此可見(jiàn)，攪拌摩擦焊接中的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶過(guò)程對(duì)最終焊縫的微觀組織有著決??定性的影響。但是，在焊接過(guò)程中難以通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段對(duì)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)??觀察，目前己有的研究多是基于焊接后所獲得的微觀組織的觀察結(jié)果來(lái)推斷焊接??過(guò)程中的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶過(guò)程。由于

第１章前言??〇￣￣〇??ｖ；＞（：：）?ｒ＼－??／Ｔ７?＾?ｆｒｙ??繼??圖１．４ＡＺ３１鎂合金連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶微觀組織特征［１７１?（圖中Ａ，Ｄ為連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶形成的大??角度晶界；Ｂ，Ｃ為連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶形成的亞晶界）??晶格轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)制多發(fā)生于晶界處，如圖１．３所示，隨著塑性變形的不斷進(jìn)行，??晶粒內(nèi)由于位錯(cuò)的交滑移與攀移形成大量亞晶。由于不同晶粒之間變形儲(chǔ)存能的??差異，原本平直的晶界會(huì)產(chǎn)生鋸齒狀突起。隨著應(yīng)變不斷增加，晶界處突起部分??在位錯(cuò)滑移的協(xié)助下將會(huì)隨之發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)；隨著應(yīng)變的增加，凸起部分與晶粒之間??的取向差不斷増加，凸起部分最終成為擁有大角度晶界的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒。該機(jī)??制下形成的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒在微觀形貌上與不連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶相似，該機(jī)制形成??的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒在原晶粒晶界處多呈“項(xiàng)鏈”狀分布（如圖１．４所示）。??１．２．２幾何動(dòng)態(tài)再結(jié)晶機(jī)制??２０世紀(jì)８０年代，ＭｃＱｕｅｅｎ［１８－２°］等人首先提出幾何動(dòng)態(tài)再結(jié)晶概念。在很長(zhǎng)??一段時(shí)間內(nèi)，幾何動(dòng)態(tài)再結(jié)晶被認(rèn)為是連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的機(jī)制之一。但是，隨著??研宄的深入，人們發(fā)現(xiàn)幾何動(dòng)態(tài)再結(jié)晶與連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶存在一定差別。首先，??幾何動(dòng)態(tài)再結(jié)晶與連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶相比更易發(fā)生，其所需的塑性變形條件相對(duì)連??４??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]純銅動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的Monte Carlo法模擬[J]. 佟銘明,莫春利,李殿中,李依依.  金屬學(xué)報(bào). 2002(07)

博士論文
[1]基于Monte Carlo方法的材料退火過(guò)程模擬模型及計(jì)算機(jī)仿真關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張繼祥.山東大學(xué) 2006

碩士論文
[1]基于Monte Carlo方法的金屬動(dòng)態(tài)再結(jié)晶組織模擬[D]. 韓振強(qiáng).山東大學(xué) 2007
[2]焊接熱影響區(qū)晶粒生長(zhǎng)的蒙特卡羅（MC）法三維模擬[D]. 肖繼林.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006



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